(57)【要約】【課題】従来、ホイストで荷を巻き上げる時、斜め吊りになり荷振れをおこしたり、製品を損傷したりした。対策として、インチング操作によってホイストを荷の上方に持ってくることが行なわれているが、熟練と時間を要し、必ずしも完全ではなかった。本発明は、この課題を解決しようとするものである。【解決手段】巻き上げモーター起動前に横行装置及び走行装置のブレーキを解放し、かつ、短時間の巻き上げ運転を断続して自動的に繰り返す手段と、この巻き上げ運転時間、繰り返しの周期と回数を設定する手段とを有することからなり、短時間の巻上げ運転を繰り返すことによりホイストを荷のほぼ真上に引き寄せる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上装置と横行装置及び／又は走行装置とからなり、巻き上げ起動前に横行装置及び走行装置のブレーキを解放し、予め設定された短時間の巻き上げ運転を行なう手段を有する事を特徴とするホイストクレーン。
【請求項２】
上記の短時間の巻き上げ運転を断続的に繰り返すために、その繰り返し周期と繰り返し回数を設定し、自動的に短時間の巻き上げ運転を繰り返す手段を有する請求項１記載のホイストクレーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、荷を巻上動作によってつり上げ、横行及び／又は走行動作によって水平方向に搬送し、巻下着地させるホイストクレーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】実公平８−１２６９号公報
ホイストクレーンは図１のように、建屋の両壁に沿って敷設された２本の走行レール上を走行するクレーンガーターと、これに設けられた横行レールに沿って、走行レールと直角方向に横行する電気ホイストから構成される。走行レールが地上に敷設されるときは、塔状の構造物の上に横行レールを取り付ける。横行レールがなく、１本の走行レールに沿ってホイストが走行することもある。
運転操作は、ホイスト本体からつり下げられた押しボタンで行なわれ、例えば、上、下、東、西、南、北の６点押しボタンの場合、その方向のボタンを押している間だけその方向に動き、放せばブレーキが動作して停止する。従って、荷の位置の微細調整は、ボタンを短時間ずつ何回も押す、いわゆるインチング動作で行なっている。
ブレーキはバネの力で制動し、その解放は電磁石で行なう。巻き上げブレーキは荷を保持するので制動力は大きく、走行や横行ブレーキは急制動すると荷を振らせるので制動力は小さく設定されている。
【０００３】
荷を巻き上げる場合、荷の真上にホイストを移動させて行なうが、通常、ホイストは高所にあり、また、インチング操作のため、真上に停止させることが困難である。ずれた位置から巻き上げると、斜め方向に巻き上げることになり、荷が地面から離れると荷振れを起こす。
荷振れは危険であり、周囲のものを衝突によって破損させる。例えば、金型にコンクリートを流し込んでコンクリート２次製品を造る場合、製品を金型から引き抜くとき、斜めに引き抜けば荷振れによって金型に衝突し、製品を破損する。
【０００４】
荷振れなしに荷役作業をするには、熟練者がインチング動作である時間かけて行なうか、速度調整ができるインバーターを使用するかである。熟練者の確保は困難である上、作業に時間がかかる。インバーター付きホイストクレーンは高価で、なにより既設品からの改造が制約される。
【０００５】
斜めつり上げ防止方法として、上げ動作前に走行横行ブレーキを解放してホイスト及びクレーンガーターが自由に動ける状態にし、荷を斜め方向につり上げたとき、ホイスト本体に作用するワイヤロープの斜め張力の水平方向の分力によって、ホイスト及びクレーンガーターを吊り荷の真上方向に移動させることにより解決する方法が、実公平８−１２６９号公報に提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記実公平８−１２６９号公報の考案を実施してみると、走行横行ブレーキを解放して上げ動作でワイヤロープに張力を加えると、斜め吊上げは若干改良されるが、ワイヤロープの張力の水平分力より走行及び横行装置の摩擦抵抗力が大きくなる時点でホイストの移動が止まり、ホイストが荷の真上まで移動する前に斜め吊り状態のまま荷を巻き上げてしまうので、やはり、荷振れが起こってしまい、実用上問題になる場合があった。
本発明は、この荷振れ現象を実用上差し支えがない程度まで軽減し、未熟練者でも安全な荷役作業が出来るホイストクレーンを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
巻上装置と横行装置及び／又は走行装置とからなり、巻き上げ起動前に横行装置及び走行装置のブレーキを解放し、巻き上げ用モーターの起動時間を目安にして決定した短時間の巻き上げ運転を断続して自動的に繰り返す手段と、この巻き上げ運転の運転時間、繰り返しの周期、及び、繰り返し回数をそれぞれ設定する手段とを有し、自動的に求心運転を必要回数繰り返した後、通常の巻上げを行なう事を特徴とするホイストクレーンである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、巻き上げ起動前に横行装置及び走行装置のブレーキを解放した状態で、巻き上げ用モーターを短時間巻き上げ運転することを「求心運転」と言い、求心運転により荷の真上方向にホイスト本体が移動する動作を「自動求心」と呼ぶ。
【０００９】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は、ホイストクレーンの全体の構成を示す概略図、図２は、運転操作の回路説明図、図３は、求心運転繰り返しのタイムチャート例である。
【００１０】
実公平８−１２６９号公報のホイストは、タイマーで設定された時間中、横行装置と走行装置のブレーキを解放し、巻上げモーターを上げ運転して、図１点線に示す斜め引き上げを行ない、タイマーアップで横走行装置にブレーキがかかり、そのまま、荷が巻上げられて行くというものである。
この技術では、荷１５が着床している間、ワイヤロープ１４の斜め引張り力が、ホイスト本体１３及びクレーンガーター１１に作用し、それらを荷１５の方向に引き寄せ、自動求心動作が起きる。しかるに、横行、走行部分は、車輪や軸受けで支持されているため摩擦抵抗力が存在し、斜め引張り力がこの抵抗力より大きいときは自動求心動作を行なうが、ホイスト本体１３及びクレーンガーター１１の引き寄せが進み、ワイヤロープ１４の斜め引き角度が小さくなれば、自動求心力も低下し、摩擦抵抗力と釣り合う時点で自動求心動作は止まり、斜め引き状態で荷１５が離床するので、やはり、大なり小なり荷振れが発生する。
【００１１】
本発明者らは、多くの実験の結果、この状態を改善し、垂直巻き上げによって荷振れをなくす技術を開発した。即ち、巻き上げ起動前に横行装置及び走行装置のブレーキを解放し、求心運転を繰り返すことにより、自動求心を繰り返し、目的を達した後、横走行装置にブレーキをかけ荷を巻上げるのである。
【００１２】
求心運転について説明すると、例えば、図３に示すように、短時間（ｔ０）の求心運転のあと休止するのを一周期（Ｔ）として、これを適宜回数（図では５回）繰り返すのである。巻上げモーター３に短時間（ｔ０）通電すると、モーターは加速し、ワイヤロープ１４を弾性変形させ、ホイスト本体１３やクレーンガーター１１の摩擦抵抗力より大きな引張り力となり、ホイスト本体１３やクレーンガーター１１を移動させる。これらが移動すると、ワイヤロープ１４の斜め角度が小さくなり、ワイヤロープ１４の変形量も少なくなり、引張り力が摩擦抵抗力と釣り合って移動が止まる。再び、巻上げモーター３を運転すると、ワイヤロープ１４に瞬間的に張力が働き、ホイスト本体１３やクレーンガーター１１が移動する。このような求心運転を繰り返す事によって自動求心が繰り返され、ホイスト本体１３が荷１５のほぼ真上に移動して来るのである。
求心運転を繰り返す操作は、手動で行なっても良いが、自動的に行なうのが望ましい。
【００１３】
巻上げモーターの通電による求心運転の時間（ｔ０）は、荷１５が吊上げられない程度の短時間に設定する。すなわち、一般に、モーターが全速になり荷を吊上げ始めるには、始動後一定時間かかることに着目し、その時間を目安とするのである。モーター始動後全速力に達するまでの時間、即ち、起動時間は、装置によって決まる。電気ホイストの巻上げモーターの起動時間は、一般に、０．３秒から０．５秒程度である。ワイヤロープがたるんでいるとき、求心運転の当初は、ワイヤロープのたるみを取るのに費やされるが、たるみがなくなった時点から、ｔ０が実質的な意味を持ち、ｔ０は、この起動時間を目安として設定される。普通は、起動時間以内に設定されるが、状況によっては起動時間を少し超えて設定することもあり得る。
【００１４】
求心運転後の休止時間は、自動求心動作が落ち着く程度の時間間隔があれば良い。実際には、求心運転の時間ｔ０と繰り返しの周期Ｔを設定することで休止時間は決まる。求心運転の時間ｔ０、周期Ｔ及び繰り返し回数は、巻上げ高さ、作業の種類、荷１５の重量などによって最適値があるので、試行を含めて経験的に定められる。
【００１５】
横走行装置のブレーキを解放する手段は、解放のための電磁石に電気を供給すればよい。求心運転を自動的に行なうには、巻上げ操作回路にタイマー回路や自動回路を組み込み、求心運転の時間（ｔ０）及び周期（Ｔ）の調整はこのタイマーの動作時限をデジタルスイッチやボリウム等で設定できるようにする。求心運転の繰り返し回数は、カウンターの数値を設定すればよい。このような手段を全体的に結合するには、シーケンス回路を形成する方法や、プログラマブルコントローラー等を使ってプログラムで設定する方法などがある。
【００１６】
センサー等でワイヤロープ１４の張力を検出する手段を付加すれば、この張力が一定値に達したとき巻き上げモーターを停止することが可能になり、求心運転の時間（ｔ０）は、ワイヤロープ１４の張力の値を設定することによって、それに基づき自動的に設定できる。
【００１７】
【実施例】
図１において、１は走行レール、１０は走行レールを支持する柱、１１はクレーンガーターで両端部の走行車輪５Ａによって走行レール１上を走行する。クレーンガーター１１の下面部分は横行レール１２になっており、ここに横行車輪４Ａによってホイスト本体１３が支持され、これに沿って横行する。
ホイスト本体１３の端部には巻上げモーター３が組み込まれており、この回転によってワイヤロープ１４を介して荷１５を上下させる。また、図示していないが、巻上げモーター３には巻上げブレーキが付属しており、巻上げモーター３が電源から切れた状態で巻上げブレーキが動作し、巻上げモーター３を停止させ、荷１５を支持する。
走行車輪５Ａ、横行車輪４Ａは走行モーター５，横行モーター４で駆動され、各モーターには、図示していないが、走行ブレーキ及び横行ブレーキが付属しており、それぞれのモーターが電源から切れた状態でブレーキが動作し、その方向の動きを減速、停止させる。
いずれのブレーキもブレーキバネの力でブレーキ板を押して制動し、モーター運転と同時に内蔵の電磁石（図２の３０，４０，５０）を付勢してブレーキバネを圧縮しブレーキ板の押圧力をなくし、制動を解く。
図１の６はホイストクレ−ンを運転するための操作押しボタンで、ホイスト本体から垂下され、運転者は荷１５の移動とともにこれを持って移動する。
【００１８】
図２は、操作押しボタン６と制御箱７を入力側とし、プログラマブルコントローラーを介して出力する回路であり、これにより、運転操作を説明する。
２は各モーターの電源で、２０は各ブレーキ解放用電磁石の電源である。押しボタンスイッチ６には巻上、横行、走行の各動作を指示する６個のボタンがあり、例えば、上、下、東、西、南、北と表示されている。表示されたボタンを押すと、押した間だけその方向に移動し、放せばブレーキがかかり停止する。例えば、上押しボタン３５を押せば、この情報は操作ケーブル６０を経由して電磁スイッチの接点３３及び３１を閉じ、巻上げモーター３には上方向回転の電流が流れ、巻上げブレーキ解放用電磁石３０は付勢されてブレーキを解放し、巻上げ運転を開始する。押しボタンを放せば両者の電源はなくなり、ブレーキは作動して巻上げモーター３及び荷１５を停止する。
他の動作も同様であるが、ブレーキの制動力は、巻上げブレーキは荷を支持するため大きく、走行横行ブレーキは動きを減速、停止させるためのもので急停止は好ましくなく、小さい。
【００１９】
荷１５が斜め引きにならないように自動求心を行なう。図２の制御箱の求心運転時間調整ダイアル７３、求心運転周期調整ダイアル７４、求心運転繰り返し回数調整ダイアル７５によって、予め、ｔ０＝０．２秒、Ｔ＝２秒、繰り返し数１０回に設定する。図２の制動箱７からケーブル７０を通じて解放信号を出し、横行ブレーキに対して接点４７を、走行ブレーキに対して接点５７を閉じ、その電磁石４０，５０を付勢してブレーキを解放する。次いで、制御箱７からケーブル７０を通じて、予め設定された図３のようなタイムチャートに示す信号が送られ、モーター用電磁開閉器３３及び巻上げブレーキ解放用電磁開閉器３１を断続的に入り切りして、０．２秒の巻上げ運転を周期２秒で１０回繰り返し、ホイスト本体１３を荷１５のほぼ真上に引き寄せる。つまり、自動求心動作を行なうことが出来る。このようにして垂直巻上げを可能にして、本来の巻上げ運転に移行すれば荷振れが防止できる。
【００２０】
操作押しボタン６に、作業に応じてｔ０、Ｔ、回数を変更できる切り替えスイッチを組み込んでおけば、手元で作業に応じた運転が容易にできる。
また、操作押しボタン６に、「自動上」ボタン７２を設置し、これを押すことで自動求心動作の終了に引き続き、本来の巻上げ運転を自動的に行なうようにすることができる。
【００２１】
既設のホイストクレーンには、図２に示す横行ブレーキ解放用電磁開閉器接点４７，走行ブレーキ解放用電磁開閉器接点５７、制御箱７，自動上押しボタン７２，プログラマブルコントローラー８０及び求心運転指令ケーブル７０，７１を附加するだけで、容易に、且つ、安価に本発明のホイストクレーンに改造することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
横行走行ブレーキを解放した状態で巻き上げ用モーターの起動時間を目安として決定された短時間の巻き上げ運転を繰り返すことによって、荷が上がることなく、自動的にホイストを荷のほぼ真上に位置させることができ、巻き上げ時の荷振れがなくなり、未熟練者でも安全確実、且つ、迅速に荷役作業ができる。
型に鋳込んだ製品等を引き上げて脱型する場合でも、ほぼ真上に引き上げられるので製品の損傷が防止できる。
本発明では、インバーター等高価な部品を使う必要がなく、汎用部品で安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例を示す運転操作の回路説明図である。
【図３】求心運転繰り返しのタイムチャート例を示す図である。
【符号の説明】
１    走行レール
２    モーター電源
３    巻き上げモーター
４    横行モーター
５    走行モーター
６    操作押しボタン
７    制御箱
４Ａ    横行車輪
５Ａ    走行車輪
１０    走行レール支柱
１１    クレーンガーター
１２    横行レール
１３    ホイスト本体
１４    ワイヤロープ
１５    荷
２０    ブレーキ解放用電磁石電源
３０    巻き上げブレーキ解放用電磁石
３１    上記用電磁開閉器接点（上）
３２    同上（下）
３３    巻き上げモーター用電磁開閉器接点（上）
３４    同上（下）
３５    上押しボタン
３６    下押しボタン
４０    横行ブレーキ解放用電磁石
４１    上記用電磁開閉器接点（東）
４２    同上（西）
４３    横行モーター用電磁開閉器接点（東）
４４    同上（西）
４５    東押しボタン
４６    西押しボタン
４７    横行ブレーキ解放用電磁開閉器接点
５０    走行ブレーキ解放用電磁石
５１    上記用電磁開閉器接点（南）
５２    同上（北）
５３    走行モーター用電磁開閉器接点（南）
５４    同上（北）
５５    南押しボタン
５６    北押しボタン
５７    走行ブレーキ解放用電磁開閉器接点
６０    操作ケーブル
７０    求心運転指令ケーブル
７１    同上
７２    自動上押しボタン
７３    求心運転時間調整ダイアル
７４    求心運転周期調整ダイアル
７５    求心運転繰り返し回数調整ダイアル
８０    プログラマブルコントローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年7月24日(2003.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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